Способ акустического контроля соединения двух элементов конструкции Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

1

(21)4498880/28

(22)26.1088

(46) 15.03.91. Бюл. N 10

(71)Ленинградский кораблестроительный институт

(72)С.А.Рыков и Т.А.Рыкова (53)620.179.16(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 1226296. кл. G 01 N 29/04, 1984. Авторское свидетельство СССР № 1469442,кл. G 01 N 29/04, 1987. (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ

W

(57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля Целью изобретения является повышение достоверности контроля конструкций из материалов с коэффициентом поглощения колебаний от 0,2л до 1,8л: путем уменьшения коэффициента поглощения погружаемого элемента конструкции. В качестве материала емкости 5 используют металл, а в качестве заполняющей его среды - жидкую контактную среду. Форму емкости 5 выбирают соответствующей форме погружаемого элемента 8. Размещают элемент 8 в емкости 5 так что расстояние между его

vX

я/4

(Л

С

С СО (Л

00

шружнои поверхностью и внутренней по керхностыо емкости 5 не превышаетчетвер ш длины полны колебаний в жидкости на максимальной частоте возбуждения Блоком возбуждения и пибратором 2 возбуждают

частот Принимают колебания элемент вибродатчиком 3 с помощью измерит но-анализирующего блока 4 измеряют ко фициент поглощения колебании конструкц в области частот возбуждения и по н

колебания элемента 7 о области резонансных судят о качестве соединения 9 2 ил

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле состояния соединения двух элементов кон струкции

Цель изобретения повышение досю П i г ш т от щи кот трукции из матери а тв с коэффициентом истощения i л f -) ш 111 г О 2 г о I ,тгмуг.1Рнь :е HP 1 коэффициента поглощения поюужлр MI г элементн конструкции

Чд фиг 1 изображена схема устройства д I (( уществления предлаг аемого спех оба ни | иг 2 зависимости изменения относи

tno коэффициента / i/V noiлощения и трукции от частоты f для идеального KIII гвэ соединения la) и для дефектного соединения в порядке гонижения качест- Bd b и в)

/стройство содержит последовательно соединенные блок 1 возбуждения дина вибрэгор 2 и последовательно соединенные вибродатчик 3 и измеритель гц анализирующий блок 4 Кроме того уст PI исгво содержит металлическую емкость 5 ппо тненную тидкостью б Позициями 7 и d обозначены злеметы конструкции а iio-мцири 9 соединительный слои кото р IM мо t-ет бить клгевое синтетическое ре зиновое Го/in JJP заклепочное сварное и т i соединение

гсс

50 заключается в следу

к) ц«м

i нюпня от металлическую мкосгь |ирма которой повторяет форму погружав мою этемента конструкции жидкостью и погружают в нее эпемент конструкции гак пиСы расстояние между наружной поверх нистью тт менга конструкции и внутренней повср/HOuTi ю РМКОГТИ было меньше чет верги длини волны колебании в жидкости на мпксинальной частоте розбу д ния Возбуждают упругие колебания пыюгру ЖРННОГО элемента конструкции в области резонат) частот и принимают колеба иич возбужденного элемента В области ча стог возбу+дения измеряют коэффициент поглои(рния колебаний конструкцией и оп

частот Принимают колебания элемента 7 вибродатчиком 3 с помощью измерительно-анализирующего блока 4 измеряют коэффициент поглощения колебании конструкцией в области частот возбуждения и по нему

ределяют с его помощью качество соедине ния конструкции

Способ осуществляют следующим об разом

Металлическую емкость 5 форма кото

рои повторяет форму элемента 8 конпрук ции,заполняют жидкостью б с малой вязкостью (например водой) Погружают в я идкость 6 элемент 8 консфукции так что

0 бы толщина слоя жидкости 6 между элементом 8 и стенкой емкости 5 была меньше четверти длины Я волны колебании в жидко сти 6 на максимальной частоте возбужде ния В результате погружения конструкции

Ь с элементами 7 и 8, коэф | ИЦПРНГ поглоще ния которых равен / 0 а коэффициент по глощсния элемента 8 уменьшается до величины I/; Устанавли ают динамический вибратор 2 на элемент / конструкции и с

0 помощью блока 1 возбуждения возбуждают в конструкции упругие колебания в области резонансных частот На каждой резонанс ной частоте fp, отключают вибратор 2 и с помощью установленного на элемент 7 кон5 струкции вибродатчика 3 и измерительно аналишрующего блока 4 измеряют амплитуды AI и А2 свободно затухающих колебании в моменты времени ц и t2 и оп редомчют коэффициент / /(С) конструкции

О из выражения

(f.) 465lg(Ai//O/fp,(t2 ti) По полученным значениям определяют зависимость ИЦНРН га / отчастотыГ и вычисляют знтчение параметра К ш выра

5 женияfo

Vt (0-i/ (f)df

тде fi и f граничные значения частот воз буждения

0V g W эталонная чяписимопь коэффи

ЦИРНТЭ / поглощения от частоты f

Поскольку коэффициент )/ определяет ся выражением

5

Si S2

s,

5г

Ч

У h 1

/

где / f V o Si/2C«L

Si и S2 - площадь элементов 7 и 8 соответственно;

V-Ъ и I/;- коэффициент поглощения элементов 7 и 8 конструкции в момент проведения измерений соответственно;

С - скорость распространения изгиб- ных колебаний в элементах 7 и 8 конструкции;

а- коэффициент передачи вибрационной энергии через соединительный слой 9;

L - длина зоны соединительного слоя 9, то очевидно, что на его величину оказывает влияние коэффициент « передачи, который изменяется при ухудшении качества соединения, например, при появлении микротре- щин в клеевых и сварных соединениях или при проявлении эксплуатационной релаксации в болтовых и заклепочных соединениях. Качество соединения конструкции определяется по знаку параметра К. Неудовлетво- рительным считается качество соединения при отрицательных значениях параметра К и чем его величина меньше, тем выше степень разрушения соединительного слоя 9.

Чем меньше собственный коэффициент поглощения емкости, тем легче реализуется способ . Предельно допустимое значение диссипации о емкости определяется величиной измеряемого коэффициента поглощения конструкции и на практике выбирается

0,1 0,2

0,4 0,6 1 Фиг 2

таким, чюбыотношение величин коэффициентов поглощения элементов конструкции было не менее двух.

Формула изобретения Способ акустического контроля соединения двух элементов конструкции, заключающийся в том, что погружают в емкость со средой один из элементов конструкции, возбуждают упругие колебания другого элемента конструкции в области резонансных частот, принимают колебания возбужденного элемента, измеряют коэффициент поглощения колебаний конструкцией в области частот возбуждения и по нему судят о качестве соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля конструкций из материалов с коэффициентом поглощения колебаний 0,2л -1,8л путем уменьшения коэффициента поглощения погружаемого элемента конструкции, в качестве материала емкости используют металл, в качестве среды - жидкую контактную среду, емкость выбирают соответствующей форме погружаемого элемента конструкции, который размещают так, что расстояние между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью емкости не превышает четверти длины волны колебаний в жидкости на максимальной частоте возбуждения.

34 1,«ГЦ